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自然灾害综合风险科普篇(2):地震、赤潮、地面沉降

2023-01-20

地震是破坏性最大、影响范围最广的灾害之一;赤潮严重影响我们的饮用水安全;地面沉降是不起眼却十分常见的灾害。地理科学学院"地理E+"社团撰写此文,帮助大家了解地震、赤潮、地面沉降等自然灾害以及这三种灾害在上海的分布和影响。

 

地震

地震,又称地动、地振动,是地壳快速释放能量过程中造成的振动,期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块间的相互挤压碰撞,造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂,是引起地震的主要原因。


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1.地震有什么具体表现呢?

大地振动是地震最直观、最普遍的表现。在海底或滨海地区发生的强烈地震,能引发海水波动甚至是威力巨大的海啸。在大陆地区发生的强烈地震,会引发滑坡、崩塌、地裂缝等。

 

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2.在中国,哪些地方容易发生地震呢?

中国的地震活动主要分布在5个地区,分别是:台湾省及其附近海域;西南地区,包括西藏、四川中西部和云南中西部;西部地区,主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏以及新疆天山南北麓;华北地区,主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山燕山一带、山东中部和渤海湾;东南沿海地区,如广东、福建等地。


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3.地震的破坏性有多大呢?

地震的破坏性很大,它发生突然,持续时间短,破坏力却很强大。短则十几秒,长则两三分钟就造成毁灭性的破坏。据统计,二十世纪全球地震灾害死亡总人数超过120万人。地震还易引起泥石流、海啸、火灾、有毒有害气体扩散等次生灾害。对灾区造成进一步损伤。2008年5月12日的汶川大地震,总共造成了超过八万人伤亡。1976年7月28日的唐山大地震,更是夺走了二十四万人的生命。

4.按照你的说法,是不是我们上海就不会发生地震了呢?

上面说到我国有五大地震分布区,虽然上海并不位于这些大的地震带上,但由于其位于我国华北构造块体的南缘和下扬子板块的北缘,所以说仍然存在着发生中强地震的地质构造条件。实际上近500年来,上海地区共发生了150多次地震,其中影响较大的有4次。最近一次比较明显的地震发生于2014年7月10日,震中位于浦东新区临港新城附近。这说明地震离我们并不遥远,需要提高警惕。


 

赤潮

1.什么是赤潮呢?它和“水华”是什么关系?

赤潮,又叫红潮。是指在特定的环境条件下,海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。虽然名叫“赤潮”,但并非都是红色,不同的微生物种类会导致海水呈现黄、绿、褐色等不同颜色。“水华”也是指类似的浮游生物对水的污染现象,只不过水华一般指发生在内陆淡水环境,而赤潮一般发生在大洋。

 

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2.赤潮的形成是不是和排放污水有关呢?

没错,一般来说赤潮是近岸海水受到有机物污染所致。在正常的情况下,海洋中的各类矿物盐含量较低,这就限制了浮游植物的生长。但是,当含有大量营养物质的生活污水和工农业废水排入海洋后,赤潮生物便急剧繁殖,形成成片的浮游生物聚集覆盖海面,也就形成了赤潮。

3.赤潮发生在海洋中,是不是对我们没有什么影响呢?

并非如此。生物圈是一个循环的整体,海洋中的污染同样会影响到陆地。具体来说,赤潮的危害主要有以下三个方面:

一、破坏生态平衡。赤潮生物死亡后,藻体在分解过程中大量消耗水中的溶解氧,会导致其它海洋生物因缺氧死亡。这样会直接影响河口海岸地区的正常生态平衡,而我们上海,恰恰位于这样的一个河口三角洲上。

二、破坏渔业。一些藻类会分泌毒素,直接造成鱼虾死亡以及相应的经济损失。

三、影响人体健康。这些藻类生长过程中往往会分泌化学毒素。沿海地区的人们如果喝了受污染的水或吃了受污染的鱼虾,身体健康会受到很大损害。

4.上海会受赤潮影响吗?

答案显然是会的。水污染是导致赤潮发生的重要原因,与此对应的是,东海恰恰是我国内海中污染程度最高的海域。上海位于长江入海口,大量工业生活用水排入东海,因此河口海岸地区水环境问题突出。据记录,1986年至1998年间上海附近共发生赤潮102次,1990年5月的一次赤潮面积甚至超过了7000km2,这大约是一百万个足球场的面积!

 


地面沉降

地面沉降又称为地面下沉或地陷。它是在人类工程经济活动影响下,由于地下松散地层固结压缩,导致地壳表面标高降低的一种局部的下降运动。在中国,长三角地区、华北平原和汾渭盆地已成地面沉降的重灾区。


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1.为什么会发生地面沉降呢?

地面沉降的成因主要有以下四种:

第一是过度开发利用地下流体资源。最常见的就是过度开采地下水。

第二是岩溶塌陷。岩溶地貌地质构造较弱,易发生塌陷沉降等。这种现象主要发生在我国云贵的岩溶地貌区。

第三是过度开采固体矿产。矿山塌陷多分布在矿山的采空区,以采煤塌陷最为突出。在我国的山西等煤炭资源大省不时有这样的现象发生。

第四是工程环境效应。众多高层楼房密集建设,地面可能会无法承受这么大的压力而下沉甚至崩塌。这一现象是近年来新的沉降制约因素,在地区城市化进程中不断显露。

2.上海作为一个高楼大厦密集分布的大城市,它的地面沉降严重吗?

的确如此。上海是中国最早发现区域性地面沉降的城市。自发现沉降以来到1965年,市区地面平均下沉1.76米,最大沉降量达2.63米。这主要由于不合理开采地下水所造成。进入20世纪90年代,上海市各种基础市政工程及高层建筑开始大规模建设。同一时期,上海地面又明显出现加速沉降现象。在严格控制地下水开采的情况下,密集高层建筑群等工程环境效应诱发的地面沉降已成为地面沉降的主要影响因素。在我们华东师范大学的实验C楼,沿墙分布了数个地面沉降观测点,这也是地面沉降之严重的例证之一。


 

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灾害监测

地震、赤潮、地面沉降,三种自然灾害各有特征,各不相同。而为了防患于未然,把损失降到最小,我们需要有充分的知识和技术储备。下面就让我们简要地看一下吧!

1.地震

地震预测是世界公认的科学难题,在国内外都处于探索阶段。有关方法所观测到的各种可能与地震有关的现象,都呈现出极大的复杂性;科研人员所做出的预报,特别是短临预报,往往都是经验性的。

目前,科学的预测监测,主要从地层的物理性质入手。监测项目包括:地震活动性、纵波与横波速度比、震源机制、地电阻率、水氡含量变化、地壳形变、地下水位及水化学成分、地磁、重力、原地应力等。这些数据往往集中汇总,构建相关的数据模型,来达到预测的目的。


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水氨分析仪

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地震烈度仪


此外,还有对宏观现象的观察分析。从古至今我们已经积累了不少相关经验,如:“牛羊骡马不进厩,猪不吃食狗乱咬”“鸭不下水岸上闹,鸡飞上树高声叫”“蛇出洞,老鼠跑”“蜜蜂迁徙,鸽子惊飞”等等等等。

2.赤潮

赤潮的监测有赖于大区域多领域的合作。经过多年努力,我国已经建立起由卫星、飞机、船舶、浮标和岸站组成,国家和地方相结合、专业和群众相结合的全国赤潮立体监视监测网络。这些综合网络平台共享信息数据,综合采用多种人工智能算法,建立相关模型,能够有效地预测赤潮发生,并对其发展态势进行实时监测。

 

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  3.地面沉降

对地面沉降的监测主要通过监测高程变化来判断。最简单的如观察大楼根基部分是否发生了断裂位移(正如我们华东师范大学实验C楼外墙的观测点一样)。再有就是通过技术人员定期的高程测量,来分析该地是否发生沉降。另外,卫星在这一领域也有着不小贡献。通过卫星的实时监测和遥感数据处理,科研人员可以清晰得到某地区的沉降情况。



实验室c楼外观测点

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卫星影像


总结

          地震是破坏性最大的自然灾害之一;赤潮对我们饮食饮水安全影响重大;而地面沉降与我们的住房和交通出行密切相关。因此,我们要对这些自然灾害有着基本的了解,清楚防灾减灾措施,从而减轻灾害影响。

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